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第八章第2節(jié)《二力平衡》教學(xué)設(shè)計(jì) 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識與技能 1．依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識平衡力和平衡狀態(tài)的概念，會判斷物體受到的力是否為平衡力。 2．會利用二力平衡知識分析解決實(shí)際問題。 （二）過程與方法 1．經(jīng)歷探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)過程，歸納、總結(jié)得出結(jié)論。 2．通過認(rèn)識平衡力和平衡狀態(tài)關(guān)系，進(jìn)一步體會力與運(yùn)動的密切關(guān)系 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1．通過參與實(shí)驗(yàn)活動，培養(yǎng)學(xué)生積極參與主動與科學(xué)探究實(shí)踐的思想和互相配合的協(xié)作精神。 2．在用二力平衡知識分析解決實(shí)際問題過程中，體會物理與生活的密切聯(lián)系。 二、教學(xué)重難點(diǎn) 本專題是在學(xué)生學(xué)習(xí)了牛頓第一定律的基礎(chǔ)上，通過對保持靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的物體進(jìn)行受力分析展開的。它為后面學(xué)習(xí)測量摩擦力、浮力等打下基礎(chǔ)。 本節(jié)內(nèi)容由“二力平衡的條件”“二力平衡條件的應(yīng)用”兩部分內(nèi)容組成。教學(xué)的重點(diǎn)是二力平衡的條件，關(guān)鍵是讓學(xué)生經(jīng)歷探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)過程。二力平衡條件的應(yīng)用是本專題教學(xué)的難點(diǎn)，突破它的關(guān)鍵是通過對生活中實(shí)例的觀察與分析，引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)、應(yīng)用二力平衡的條件。 三、教學(xué)策略 學(xué)生在本章中已經(jīng)學(xué)習(xí)了力、牛頓第一定律的相關(guān)內(nèi)容，了解物體運(yùn)動狀態(tài)改變與力的關(guān)系，這些內(nèi)容為學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容提供了必要的知識基礎(chǔ)。教學(xué)時從觀察實(shí)際現(xiàn)象切入，引導(dǎo)學(xué)生歸納出物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時受到兩個力的作用，進(jìn)而引申到討論二力平衡條件是什么，接著通過自主探究得出二力平衡時力的三要素應(yīng)滿足的條件。為了更容易從實(shí)驗(yàn)得出平衡條件的結(jié)論，請學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。最后引導(dǎo)學(xué)生用二力平衡的條件解釋一些生活現(xiàn)象。 四、教學(xué)資源準(zhǔn)備 多媒體課件、小車、棉線、鉤碼、滑輪、鐵架臺。 五、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計(jì)意圖 導(dǎo)入新課 （5分鐘） 播放視頻：勻速上升的潛水艇、緩緩降落的宇宙飛船、放在課桌上的書本、吊在天花板下的電燈等。 思考：這些物體分別做什么運(yùn)動？它們分別受到哪些力的作用？ 討論：牛頓第一定律告訴我們，物體在不受外力的時候總要保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。但是現(xiàn)實(shí)情況是一切物體都要受到力的作用，物體保持靜止或保持勻速直線運(yùn)動的情況也是普遍存在的。那么這二者之間有什么聯(lián)系呢？ 學(xué)生思考分析，物體有的做勻速直線運(yùn)動，有的靜止。在豎直方向上都受到兩個力的作用。 感受力與美的結(jié)合，體會物理與生活的密切關(guān)系，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。 新課教學(xué) （30分鐘） （一）二力平衡 上面的現(xiàn)象中潛水艇和飛船，兩者都處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；而書本和電燈都處于靜止?fàn)顟B(tài)。 引導(dǎo)學(xué)生歸納什么是平衡狀態(tài)？什么是二力平衡？ 思考：是不是一個物體受到兩個力的作用，就一定會處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速運(yùn)動狀態(tài)呢？也就是說這兩個力一定是平衡力呢？ 演示：用手拉著鉤碼加速往上提。 引導(dǎo)學(xué)生思考： （1）鉤碼受到幾個力的作用？手往上提鉤碼時的運(yùn)動狀態(tài)改變了嗎？ （2）這說明了鉤碼受到的兩個力是平衡力嗎？ 思考：物體處于平衡狀態(tài)時，它受到的兩個力應(yīng)該滿足什么條件？下面我們通過桌面上的小車進(jìn)行探究。 （二）探究二力平衡的條件 圖1 如圖1，把小車放在光滑的水平桌面上，向掛在小車兩端的托盤里放鉤碼。思考： 小車在水平方向受到哪些力的作用？用力的示意圖畫出小車受到的兩個拉力。 下面就讓小車保持靜止，看一看它受到的兩個拉力應(yīng)該滿足什么關(guān)系？ 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：探究二力平衡的條件。 （1）提出問題： 一個物體受到兩個力作用處于平衡狀態(tài)時，它受到的兩個力應(yīng)該滿足什么條件？ （2）猜想與假設(shè)： （教師可以提示學(xué)生從力的大小、方向、作用點(diǎn)這三個要素來考慮） （3）制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： 可以設(shè)計(jì)什么樣的實(shí)驗(yàn)來探究這個問題呢？（圖1是否可以作為參考？）實(shí)驗(yàn)時如何改變力的大小、方向和作用點(diǎn)？ （4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)： 小車所受二力情況 小車運(yùn)動情況 （靜止與否） 大小 方向 是否在一條直線上 （5）分析與論證： 引導(dǎo)學(xué)生分析，哪些情況下小車不能保持靜止？哪些情況下小車能保持靜止，從而得出結(jié)論。 （6）評估： 可以向?qū)W生指出，小車在水平方向還會受到摩擦阻力，但實(shí)驗(yàn)中控制這個阻力很小，與拉力相比可以忽略。 學(xué)生歸納： 平衡狀態(tài)：把物體處于勻速運(yùn)動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)都稱為物體處于平衡狀態(tài)。 二力平衡：當(dāng)物體在兩個力的作用下處于平衡狀態(tài)時，就稱做二力平衡。 學(xué)生交流回答： 鉤碼受到重力和拉力兩個力的作用。因?yàn)殂^碼做加速運(yùn)動，沒有處于平衡狀態(tài)，所以重力和拉力不是平衡力。這說明一個物體受到兩個力作用，這兩個力不一定是平衡力。 教師引導(dǎo)學(xué)生把探究中的問題思考清楚然后讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，分析歸納，得出結(jié)論：作用在同一個物體上的兩個力，必須大小相等，方向相反，并作用在同一條直線上。 簡單地說，就是：同體、等值、反向、共線。 物體受兩個力作用保持平衡的情況最簡單，所以先來研究這種簡單的問題。 應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識物體受兩個力作用時并不總能保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。由此引出二力平衡的條件。 充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的促進(jìn)作用，幫助學(xué)生理解物理概念和規(guī)律。這里采用的方法是從特殊到一般，從具體形象到抽象概括，由淺入深，符合初中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。 （三）二力平衡的應(yīng)用 1．根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)判斷受力情況 思考： （1）吊在空中靜止不動的電燈，若電線的拉力為2N，則燈受到的重力是多少? （2）重力為2N的課本在水平桌面上靜止時，桌面對課本的支持力多大？ （3）跳傘運(yùn)動員和傘在空中勻速直線下落，若傘和人總重500N，則他們受到的阻力是多少？ 總結(jié)：根據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，可以判斷出作用在物體上的兩個力是平衡力，進(jìn)而判斷所求力的大小和方向。 2．根據(jù)受力情況判斷物體的運(yùn)動狀態(tài) 思考：火車在平直的軌道上行駛，在水平方向上受牽引力和阻力。如果牽引力大于阻力，火車將怎樣運(yùn)動？如果牽引力小于阻力，火車又將怎樣運(yùn)動？牽引力和阻力相等時，火車又將怎樣運(yùn)動？ 總結(jié)：物體不受力時，應(yīng)保持勻速直線運(yùn)動或保持靜止?fàn)顟B(tài)。物體受一個力，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，這是力產(chǎn)生的效果。物體受平衡力時，應(yīng)保持靜止或保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。靜止的物體受平衡力時，仍然保持靜止；運(yùn)動的物體受平衡力時，仍然做勻速直線運(yùn)動。 3．一對平衡力和一對相互作用力的區(qū)別 思考：一對平衡力和一對相互作用力有許多相似的地方，但也有不同的地方。試著把它們加以區(qū)別。 引導(dǎo)學(xué)生按正確的思路分析回答：電燈受重力和電線的拉力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以重力和電線的拉力是平衡力。那么這兩個力一定滿足二力平衡的條件，即大小相等，方向相反，且在一條直線上。所以燈受到的重力為2N。 學(xué)生交流回答：牽引力大于阻力，火車將加速；牽引力小于阻力，火車將減速；牽引力和阻力相等時，水平方向二力平衡，火車可能勻速直線前進(jìn)。 學(xué)生交流回答相同點(diǎn)是：都滿足大小相等，方向相反，作用在同一直線上。它們最根本的不同點(diǎn)是：一對平衡力是作用在“同一”物體上的力，而一對相互作用力是分別作用在“不同”物體上的力。兩個力，只要不是作用在同一物體上，就不可能是平衡力；兩個力中，發(fā)生作用的物體只要出現(xiàn)第三個，就不可能是相互作用力。 通過舉例進(jìn)一步使學(xué)生掌握力與運(yùn)動的關(guān)系，同時能培養(yǎng)學(xué)生的分析論證能力，鍛煉學(xué)生思維的縝密性。 課堂小結(jié) （5分鐘） 通過今天的學(xué)習(xí)，同學(xué)們有哪些收獲？在實(shí)驗(yàn)探究中又存在哪些問題？還有什么想探究的問題？ 學(xué)生可以個別回答，或相互交流，在交流的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)小結(jié)。 促進(jìn)知識的鞏固掌握。提升學(xué)生的交流表達(dá)能力。